煤化工气化工艺与设备的关键技术

王鹏鹏 谢薛强

摘 要：煤炭资源是人类社会中使用的重要能源，但是煤炭能源属于不可再生类型，同时还会对环境造成污染，为提高我国煤炭资源的再利用，应加强煤化工气化工艺和设备的利用，加强对煤炭资源的再加工，以促进能源的可持续发展。

关键词：煤化工;气化;工艺设备

我国虽然是能源大国，然而人均能源占有量仅为世界人均水平二分之一。煤炭资源是地球上重要能源，具有不可再生性，且在使用过程中具有污染性。煤化工气化工艺对煤炭资源进行再次加工，提高煤炭的使用效率和环保性。为提高我国能源的可持续性发展，应加强煤炭清洁和高效利用，因此应加强对煤化工气化工艺和设备的研究和使用。

1 煤气化原理

煤化工气化是以煤为基础原料，把煤炭中的燃烧成分和水蒸气、氧气通过高温高压进行化学反应，把煤炭转化成可燃性气体。气化之后的煤气称为合成气，进行气化的设备称为煤气发生炉或汽化炉。煤化工气化是煤化工重要的工艺之一，气化过程分为干燥、燃烧、热解和气化。干燥是煤炭的物质制备过程，其他为化学反应，经过干燥、加温燃烧之后，煤炭发生热解反应，形成氢气、一氧化碳、二氧化碳、甲烷、氮气、水等气体物质，这些物质经过加热再冷却之后成为了合成气。气化的工艺选择对企业的投资成本具有重要的影响。

2 煤化工气化工艺和设备的关键技术

2.1 GE水煤浆加压气化技术

水煤浆加压气化是一种流床加压气化技术，水煤浆是把原煤、水和添加剂物理混合之后的流体燃料，这项技术可以直接使原料入炉，操作简单，通过处理去除了煤炭中的杂质，提高了煤炭的燃烧效率，具有节约、安全的优势，适用于各种原料煤型。其气化系统不需要输送气化用原料煤的二氧化碳或氮气，气化的总热有效率达96%。水煤浆技术可以有效减少对环境的污染，在煤炭化工行業中得到了广泛的应用，能够制备出甲醇、烯烃和合成氨等物质，是一项应用较为成熟的工艺。

2.2 GSP干煤粉加压气化技术

GSP 是由德国研制的一种气化工艺，通过气流床加压形成。对原煤进行干燥、研磨之后得到干煤粉，被投入炉中进行加热实现气化，气化后顶端进入通过水冷壁冷却进行制气。GSP干煤粉加压气化技术操作比较方便，污染排量较小，具有操作弹性大、维护费用低的特点，适用于化工生产行业。

2.3 Shell干煤粉加压气化技术

适用于Shell干煤粉加压气化技术的煤型较多，例如高灰熔点煤、无烟煤和烟煤等，这项技术和GSP干煤粉加压气化技术同属于气流床加压，干煤粉同样经过干燥、研磨，但通过下部进入，烧嘴上进行制气。

2.4 常压固定床间歇式气化技术

常压固定床间歇式气化技术是氮肥行业中经常使用的技术，一般应用于无烟煤或焦煤，具有固定床空气、蒸汽间歇制气的特点。

2.5常压固定床富氧连续气化技术

连续气化技术提高了间歇气化的生效率，其特点在于采用较小颗粒的无烟煤或焦煤，使用富氧为气化剂进行连续的气化。相对于常压固定床间歇式气化技术提高了原料的利用率，降低了设备的维护给予，减少了对环境大气的污染，在无烟煤地区可得到适用，是在常压固定床间歇式气化技术基础上的升级技术。

2.6 灰熔聚流化床煤粉气化技术

这项技术是以直径6毫米以下的煤粉颗粒为原料，把煤粉和水蒸气从炉底连续加入，气化之后制备的煤气。收集系统收集之后进行再次的气化能够提高煤气的转化效率，在燃料气、合成气的生产上得到广泛的应用。

3 煤化工气化工艺和设备使用中的要点

3.1 设备安装施工

在进行煤化工气化施工时，应根据现场情况和工艺要求来进行施工方案的设计，并且依据相关标准来施工，保证施工的质量和安全。具体的施工流程要安装从大到小、从内到外的顺序，结合成片吊装规范来施工，有效的降低成本、节约时间，同时保证设备的安装质量和安全。另外在安装设备时对构件的涂刷油漆要在地面进行，之后再根据设计要求来安装构件。如果出现构件尺寸偏差，应及时进行矫正和更换。

3.2 钢材检验

相关人员要对气化工艺设备所用的钢材进行质量检测，必须具备相关的质量保证书，检测钢材的性能是否符合设备的要求，应根据国家行业标准来进行性能检验，例如钢材表面是否有疤痕，是否存在裂缝，如果钢材具有轻微的锈迹或划痕，应保证其破损厚度小于负偏差值的一半。对于质量不合格的钢材应及时更换，保证设备的质量过关。

3.3 矫正偏差

在施工中钢构件的尺寸会和标准尺寸存在偏差，应及时采取措施矫正，一般矫正方法有热矫正和冷矫正。在进行气化设备的组装时，如果出现钢梁尺寸偏小的问题，可以通过拼接钢板来适当的接长。在拼接时要避开节点，保证钢梁尺寸能够符合要求。

综上所述，不同的煤化工气化技术都有不同特点，这些技术在发挥作用的同时也存在一定的局限，对不同煤型也有不同的适用效果。因此在选择煤化工气化工艺和设备时要了解不同工艺的特点，结合自身各行业的情况来进行生产，同时也要严格按照规范标准来进行施工安装，使工艺设备能够顺利运行，发挥煤化工气化工艺的作用，从而提高煤气化的效益，促进化工气化行业的发展。

参考文献：

[1]乔亚丽.煤化工气化工艺与设备的关键技术[J].建筑工程技术与设计，2018（22）：5577.

[2]杨涛.煤化工气化工艺与设备的关键技术[J].化工管理，2018（13）：193.